在空分装置中,汽轮机作为空压机的动力源,其运行的安全性能至关重要。
当主蒸汽温度升高时,汽轮机内的总焓降、相对内效率和热力系统的循环热效率都会有所提高,热耗降低,从而提升运行经济效益。然而,如果温度超过允许值,将对设备安全造成威胁。主蒸汽温度升高会增加调节级的焓降,导致调节级叶片在负荷不变的情况下可能发生过负荷。主蒸汽温度过高会降低主蒸汽管道、自动主汽阀、调速汽阀、汽缸和调节级进汽室等高温金属部件的机械强度,加快蠕变速度,并可能导致设备损坏或使用寿命缩短。汽温过高会引起各受热金属部件的热变形和热膨胀加大,若膨胀受阻,则机组可能发生振动。
主蒸汽温度降低会导致汽轮机内的总焓降减少,为维持额定负荷,必须增加主蒸汽的进汽量,从而增加汽耗量,降低机组经济性。主蒸汽温度降低后,为维持额定负荷不变,则主蒸汽流量要增加,末级焓降增大,末级叶片可能处于过负荷状态。会增加末几级叶片的蒸汽湿度,加剧末几级动叶的水滴冲蚀,缩短叶片的使用寿命。会使各级反动度增加,导致转子的轴向推力明显增大,推力瓦块温度升高,降低机组运行的安全可靠性。
若主蒸汽温度快速下降较多,高温部件如自动主汽阀外壳、调节级、汽缸等的内壁温度会急剧下降,产生很大的热应力和热变形,严重时可能使金属部件产生裂纹或造成磨损事故。当主蒸汽温度急剧下降50℃以上时,往往是发生水冲击事故的先兆,对机组安全构成严重威胁。